A evolución, é azar ou está determinada? No seu coñecido libro A vida marabillosa, o paleontólogo e biólogo evolutivo Stephen Jay Gould propuxo un experimento mental que permite entender o fondo do asunto: imaxinemos que puidésemos retroceder temporalmente ata os inicios da vida na Terra coma se esta fose unha (agora xa desfasada) cinta de VHS que puidésemos rebobinar, e deixásemos que a evolución se desenvolvese de novo desde ese momento. Que nos atopariamos?
De acordo con a visión gouldiana da evolución, é moi probable que os organismos que vísemos evolucionar nesta segunda historia paralela da vida fosen moi distintos aos actuais. Con iso, Gould quería poñer de relevo o papel do azar e os eventos aleatorios na evolución das especies.
O experimento mental de Gould foi moi influente. Con todo, non todos os biólogos evolutivos están de acordo coa súa interpretación dalgúns episodios da historia da vida. Os “contrarios” a Gould sinalan que as forzas deterministas son polo menos tan importantes como o azar. Por desgraza, non é posible realizar o experimento mental de Gould na realidade, así que é complicado saber cal destas dúas formulacións é a correcta.
Unha forma de aproximarse á cuestión é establecer que predicións derívansese derivarían de cada un destes dous escenarios alternativos e tratar de atopar exemplos na natureza ou aproximacións experimentais a pequena escala.
Segundo o escenario que prioriza o azar, ante retos ambientais similares, as distintas liñaxes de organismos deberían evolucionar adaptacións ben distintas fenotipicamente falando, froito da influencia dos procesos aleatorios. Pola contra, segundo o escenario determinista, ante condicións similares, as diferentes liñaxes de organismos deberían evolucionar adaptacións moi parecidas entre elas para facer fronte a esas condicións.
A favor do azar: somos mutantes
Que evidencias poden contarse a favor do azar? O principal factor evolutivo que introduce aleatoriedade é a mutación. As mutacións son cambios no material hereditario (a secuencia de bases do ADN) dun organismo, e estas son a principal razón da súa variación fenotípica. Cando os biólogos evolutivos afirman que as mutacións son aleatorias, con iso non queren dicir que todas as mutacións xenéticas posibles teñan a mesma probabilidade de ocorrer. Polo menos na inmensa maioría dos casos, estas mutacións non teñen relación directa co valor adaptativo que proporcionan ao organismo que as porta. Que unha mutación xenética ocorra depende de procesos impredicibles de natureza subatómica.
Algunhas evidencias indican que as mutacións poden imprimir un curso azaroso á evolución. Por exemplo, nos experimentos de evolución a longo prazo en Escherichia coli dirixidos por Richard Lenski, microbiólogo da Michigan State University, atopouse que a evolución da habilidade para crecer aerobicamente en citrato só evolucionou nunha única liñaxe dos doce idénticos que conforman devanditos experimentos ao longo varias decenas de miles de xeracións. A base molecular deste fenómeno evolutivo parece depender dunha combinación de mutacións xenéticas únicas cuxa ocorrencia é máis ben rara, o cal sen dúbida apoia a visión azarosa da evolución.
A favor do determinismo
Pero non todo parece azar na evolución. No proceso evolutivo hai forzas que operan nun sentido fortemente determinista, constrinxindo o cambio fenotípico dos organismos tanto no curto como no longo prazo. Entre estas forzas destaca, sen dúbida, a selección natural.
Hai múltiples exemplos descritos acerca de como a selección natural xera trazos similares ante retos ambientais semellantes, dando lugar a procesos evolutivos paralelos e converxentes. Por exemplo, investigacións nas que o noso grupo da Universidade de Vigo desempeñou un papel clave mostraron como os ecotipos Wave (de pequeno tamaño e cuncha lixeira) e Crab (de maior tamaño e cuncha máis resistente) do caracol mariño Littorina saxatilis, adaptados a distintos microhábitats do ecosistema intermareal rochoso, evolucionaron por selección natural paralelamente e de forma parcialmente independente en diversas latitudes da costa occidental europea (España, Reino Unido e Suecia).
De igual forma, a converxencia de distintas liñaxes cara a morfoloxías similares en resposta aos mesmos retos ambientais (algo observado en diversas especies de mamíferos placentarios e marsupiais) é outro apoio ao papel determinista da selección natural.
Engadamos eventos fortuítos como volcáns e meteoritos
Así pois, temos que na evolución poden incidir procesos aleatorios, como as mutacións, e procesos deterministas, como a selección natural. Desde logo, estes non son os únicos nas súas respectivas clases. Por exemplo, eventos fortuítos como os meteoritos ou as erupcións volcánicas poden condicionar o transcurso da evolución; de modo análogo, os nesgos do desenvolvemento tamén limitan amplamente o abano de posibilidades evolutivas, podendo mesmo contribuír a xerar fenotipos similares en especies só afastadamente emparentadas.
A importancia relativa dos procesos descritos neste artigo é algo que aínda está en discusión, pero na nosa opinión a evidencia actual apoia a idea de que as forzas deterministas e aleatorias están irremediablemente entrelazadas. A clásica frase atribuída ao filósofo grego Demócrito, que deu título á coñecida obra de Jacques Monod, segue resultando válida no contexto da bioloxía evolutiva actual: “Todo canto existe é froito do azar e a necesidade”.
*Emilio Rolán Álvarez é catedrático de Xenética da Universidade de Vigo. Juan Gefaell Borrás é investigador predoutoral en bioloxía evolutiva da Universidade de Vigo.
Cláusula de divulgación: Emilio Rolán Álvarez recibe fondos (Proxecto PID2021 124930NB-100) do Ministerio de Ciencia e Innovación. Juan Gefaell Borrás recibe unha axuda predoutoral da Xunta de Galicia (ED481A-2021/274).
